風輪在能源學、電力學以及可再生能源開發中占據重要地位,隨著技術的進步和應用的發展,風輪的設計和制造水平不斷提高,為可再生能源的開發和利用提供了有力支持。
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定義:
在電力學和能源學中,風輪是指將風能轉化為機械能的風力機部件。
在中醫學中,風輪則是指角膜部分。
組成:
風輪主要由葉片和輪轂組成。葉片具有空氣動力外形,在氣流作用下產生轉矩驅動風輪轉動,并通過輪轂將扭矩輸入到傳動系統。
分類:
歸納起來,風輪可分為兩類:水平軸風輪和垂直軸風輪。
水平軸風輪:風輪的旋轉軸與風向平行。
垂直軸風輪:風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流方向。其中,利用阻力旋轉的垂直軸風輪有幾種類型,如利用平板和被子做成的風輪、S型風輪和馬格努斯效應風輪等。
應用:
風輪在可再生能源領域具有重要地位,特別是風電產業。風能作為環境友好型的可再生能源,其開發和利用對于緩解世界能源危機、促進可持續發展具有重要意義。全球的風能儲量巨大,為可再生能源的開發和利用提供了廣闊的前景。
技術發展:
隨著風電產業的快速發展,風輪葉片的設計和制造技術也在不斷進步。葉片造型、材料選擇、制造工藝等方面都在不斷創新和優化,以提高風電機組的風能利用效率和可靠性。
具體組成(以葉片為例):
葉片具有空氣動力外形,是風輪的核心部件之一。葉片的結構類型多樣,包括實心木制葉片、金屬材料葉片和玻璃鋼葉片等。其中,玻璃鋼葉片因其重量輕、容易成形、耐腐蝕、疲勞強度好等優點,在并網型風力發電機組中得到廣泛應用。
其他組成部分:
除了葉片和輪轂外,風輪還可能包括變槳系統等其他部件。變槳系統能夠調節葉片的角度,以適應不同的風速和風向條件,從而提高風輪的發電效率和安全性。
數字信息:
全球的風能儲量約為2.74×10?MW,其中可經濟開發利用的風能為2×10?MW,比可開發利用的水電總量還要大10倍。
葉片作為風機的核心部件,其成本約為風電機組總成本的20%。